Самий твердий мінерал в природі
Він зароджується в надрах червоних зіркових гігантів, входить до складу життєво необхідних жирів, амінокислот і вуглеводів, може утворювати мільйони з`єднань з різними хімічними елементами і в залежності від структури має абсолютно різні механічні властивості. М`який і ламкий стрижень олівця і самий твердий мінерал алмаз складаються з одного і того ж будівельного матеріалу - вуглецю. Завдяки чому алмаз настільки унікальний? Де воно використовується? У чому його цінність?
незламний теплопровідник
У перекладі з давньогрецької мови слово "алмаз" позначає "незламний". Ще до часів античності людям була відома неймовірна міцність цього каменю. У давнину алмазами широко торгували в Індії і Єгипті. А на європейські простори цей мінерал потрапив після загарбницьких походів Олександра Македонського. Він привіз камені в якості магічних артефактів. Стародавні греки називали цей самий твердий мінерал сльозами богів, які потрапили на землю.
Але секрет незламності каменю криється, звичайно, не в містиці і не в зв`язку з духовним світом. Чітка структура решітки елемента у вигляді тетраедрів і сильний зв`язок між атомами вуглецю забезпечують найвищу міцність. Завдяки цій же структурі алмаз є відмінним теплопровідником. Наприклад, якби було можливо зробити чайну ложечку з цільного шматка алмазу, ви не змогли б розмішати нею цукор в гарячому чаї, тому що обпеклися б в той же момент, як тільки ложечка доторкнулася б до окропу.
Порівняння твердості мінералів
Як визначити, який мінерал - самий твердий? Цим питанням в дев`ятнадцятому столітті впритул зайнявся талановитий німецький мінеролог Карл Фрідріх Моос. У 1811 році вчений запропонував використовувати для визначення твердості різних мінералів порівняльну шкалу. Вона складається з десяти пунктів, кожному з яких відповідає певний мінерал. Перший (тальк) - найм`якший, а останній, відповідно - самий твердий. Перевірка здійснюється експериментально. Якщо зразок (наприклад, срібло) дряпається флюоритом, який за шкалою розташовується на четвертій сходинці, але не пошкоджується гіпсом (еталон шкали під номером два), значить, срібло має твердість 3 по шкалі Мооса.
Самий твердий мінерал - це алмаз. Він займає десяту сходинку. І хоча таблиця Мооса була введена в обіг ще на початку дев`ятнадцятого століття, вона до цих пір залишається широко застосовувану. Однак варто пам`ятати, що дана таблиця не є лінійної. Це означає, що алмаз, який перебуває під десятим номером, що не буде рівно в два рази твердіше апатиту, який посідає п`яте місце в таблиці. Для визначення абсолютного значення твердості застосовуються інші методи.
З королів в робочі
Довгий час алмази були прерогативою виключно ювелірних майстрів. Однак з розвитком промисловості цей самий твердий мінерал все частіше стала розглядатися не тільки зі звичною естетичної сторони, але і з точки зору його унікальних фізичних властивостей. Спочатку при виробництві інструментів використовували природні алмази, які не підлягають огранювання. Це каміння, які мали такі дефекти, які неможливо було усунути ювеліра. Їх стали називати технічними алмазами.
Йшов час, і потреба в інструментах з алмазними ріжучими та сверлящими крайками зростала. Наприклад, у сфері будівництва вельми затребувані алмазні свердла. Їх перевага перед побратимами, виконаними зі сплавів твердих металів, - в тому, що при роботі алмазним свердлом в матеріалі не утворюються мікротріщини. Алмаз легко і чисто зрізує будь-який матеріал, будь то камінь, бетон або метал. А відсутність мікротріщин - запорука довговічності будови. До того ж сам процес роботи проходить значно швидше, помітно легше і набагато тихіше.
Виходячи з цього, не дивно, що, за даними за 2016 рік, тільки в одній Росії випускається 1200 видів різного інструменту і обладнання, основною робочою частиною яких є алмаз.
Застосування в медицині
Самий твердий мінерал в природі підходить не тільки для використання в обробці грубих і твердих порід. Алмаз також незамінний в медичних інструментах. Адже чим тонше і акуратніше розріз тканин, тим краще організм справляється з відновленням. А для складних операцій на життєво важливих органах ширина розрізу і поготів грає вирішальну роль.
Крім того, скальпель з тонкої алмазної плівкою на лезі залишається гострим протягом тривалого періоду часу.
Перспективи в електроніці
Активно просувається і розробка алмазних інтегральних мікросхем. У них крихітні алмази використовуються для підкладки. Техніка, вироблена таким методом, більш стійка до перепаду температур і великим стрибків напруги. Ще алмази можна використовувати для передачі даних в телекомунікації. Особливості цих кристалів дозволяють передавати сигнали різної частоти одночасно по одному і тому ж кабелю.
Самий твердий мінерал на Землі допомагає в освоєнні космосу
Також алмаз затребуваний в хімічній промисловості. Агресивне середовище, яке запросто пошкоджує скло, абсолютно не страшна для алмазу. Фізики використовують кристали для проведення експериментів з квантової фізики і дослідження космічного простору.
Відео: Самий міцний матеріал у всесвіті
При створенні оптики телескопів вимоги до точності і надійності матеріалів стають критичними. Тут в гру і вступає найтвердіший природний мінерал, який відрізняється видатними фізичними і хімічними параметрами.
синтезування алмазів
При настільки інтенсивному попиті на самий твердий дорогоцінний мінерал гостро постало питання про його штучне синтезування. Відзначимо, що ніякі запаси каменів не в змозі задовольнити всі наростаючу потребу. І після тривалих експериментів вченим вдалося створити аналог природного алмазу, що володіє всіма необхідними особливостями. До сьогоднішнього дня виробництво штучних алмазів для промислових потреб вже стало повсякденною практикою.
Існує кілька методик синтезування цього мінералу. Перша - найбільш наближена до його формування в природному середовищі. Синтез виробляють, використовуючи надвисоку температуру і величезний тиск. Друга методика дозволяє витягувати алмаз з пара. Вона використовується в плівковій технології - кристали найтоншої плівкою наносять на ріжучі кромки інструментів. Особливо цей метод затребуваний у виготовленні хірургічних інструментів. А третій виробляє розсип дрібних кристалів за допомогою детонації і швидкого охолодження.
Відео: Аметист Колірна гамма am thyste
Експерименти тривали, і був синтезований нітрид бору, який на 20% твердіше природного алмазу. Однак поки цього речовини настільки мало, що алмаз традиційно продовжують вважати самим твердим мінералом.
